- •Вычислительные машины, системы и сети. Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления
- •Содержание
- •Глава 1. Архитектура семейства mcs51 14
- •Глава 2. Особенности микроконтроллера 80c51gb 46
- •Глава 3. Программирование mk 8051gb 94
- •Глава 4. Язык программирования asm-51 117
- •Глава 5. Язык программирования с-51 139
- •Введение
- •Глава 6. Подготовка программ в интегрированной среде разработки Keil μVision2 187
- •Глава 7. Описание учебного контроллера 204
- •Глава 1. Архитектура семейства mcs51
- •1.1 Общие характеристики
- •1.2 Структурная схема
- •1.4 Организация памяти
- •1.4.1 Память программ (пзу)
- •1.4.2 Память данных (озу)
- •1.4.3 Регистры специальных функций
- •1.4.4 Регистр флагов (psw)
- •1.5 Устройство управления и синхронизации
- •1.6 Организация портов ввода-вывода
- •1.6.1 Общие сведения
- •1.6.2 Альтернативные функции
- •1.7. Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051
- •1.7.1. Структура таймеров-счетчиков
- •1.7.2 Режимы работы таймеров-счетчиков
- •1.8. Последовательный порт
- •1.8.1. Структура последовательного порта
- •1.8.2. Регистр управления/статуса приемопередатчика scon
- •1.8.3. Регистр управления мощностью pcon
- •1.9. Система прерываний
- •1.9.1. Структура системы прерываний
- •1.9.2 Выполнение подпрограммы прерывания
- •Глава 2. Особенности микроконтроллера 80c51gb
- •2.1 Функциональные особенности
- •2.2 Порты I/o p0-p5
- •2.2.1 Функционирование портов ввода-вывода
- •2.2.2 Запись в порт
- •2.3 Особенности системы прерываний 8xc51gb
- •Разрешение/запрещение прерываний
- •Регистр iе
- •Регистр iеа
- •Управление приоритетами прерываний
- •Регистр ip
- •Регистр iрн кристаллов 8xc51gb
- •Регистр ipа кристалла 8xc51gb
- •Регистр iрна кристаллов 8xc51gb
- •Внешние прерывания
- •Регистр exicon
- •2.3. Узел ацп
- •Регистры результатов преобразований ацп
- •Регистр результатов сравнения ацп - асмр
- •Регистр результата сравнения асмр
- •Режим сравнения ацп
- •Режим запуска ацп
- •Режимы входа ацп
- •Использование ацп для меньшего количества каналов
- •Ацп в режиме микропотребления.
- •2.4. Аппаратный сторожевой таймер
- •2.5. Обнаружение сбоя тактового генератора
- •2.6. Матрица программируемых счётчиков рса
- •2.6.1. Структура pca
- •2.6.2. Регистр режима счётчика рса (cmod)
- •2.6.3. Регистр управления счётчика рса (con)
- •Регистр управления рса - ccon
- •Режим 16-битного программного таймера
- •Высокоскоростной выход - hso
- •Режим сторожевого таймера (рис. 2.22)
- •Широтно-импульсный модулятор — pwm (рис.2.23, рис.2.24)
- •2.7. Расширенный последовательный порт
- •2.8. Таймеры/счетчики
- •Таймер 0 и Таймер 1
- •Таймер 2
- •Режимы работы таймера 2
- •Режим захвата
- •Генерирование импульсов
- •Глава 3. Программирование mk 8051gb
- •3.1. Программная модель (рис. 3.1, рис. 3.2)
- •3.2 Типы данных
- •3.3 Способы адресации данных
- •3.4 Система команд
- •3.4.1 Общая характеристика
- •3.4.2 Типы команд
- •3.4.3 Типы операндов
- •3.4.4 Команды пересылки данных микроконтроллера
- •3.4.5 Команды арифметических операций 8051
- •3.4.6 Команды логических операций микроконтроллера 8051
- •3.4.7 Команды операций над битами микроконтроллера 8051
- •3.4.8. Команды передачи управления микроконтроллера 8051
- •3.5 Отладка программ
- •Глава 4. Язык программирования asm-51
- •4.2 Запись текста программы
- •4.3 Алфавит языка.
- •4.4 Идентификаторы.
- •4.5 Числа
- •4.6 Директивы
- •4.7.4. Реализация подпрограмм обработки прерываний на языке asm51
- •4.7 Реализация подпрограмм на языке asm51
- •4.7.1 Структура подпрограммы-процедуры на языке asm51
- •4.7.2 Передача переменных-параметров в подпрограмму
- •4.7.3 Реализация подпрограмм-функций на языке asm51
- •4.8 Структурное программирование на языке ассемблера
- •4.9 Особенности трансляции многомодульных программ
- •4.10 Использование сегментов
- •4.10.1 Разбиение памяти мк на сегменты (рис. 4.9)
- •4.10.2 Абсолютные сегменты памяти
- •4.10.2 Перемещаемые сегменты памяти.
- •Глава 5. Язык программирования с-51
- •5.1 Общая характеристика языка
- •5.3 Структура программ с-51
- •5.3. Элементы языка программирования с-51
- •5.3.1. Символы
- •5.3.2. Лексические единицы, разделители и использование пробелов
- •5.3.3 Идентификаторы
- •5.3.4 Ключевые слова
- •5.3.5 Константы
- •5.4. Выражения в операторах языка программирования
- •5.5. Приоритеты выполнения операций
- •5.6. Операторы языка программирования c-51
- •5.6.1. Операторы объявления
- •5.6.2 Исполняемые операторы
- •5.6.3 Оператор присваивания
- •5.6.4 Условный оператор
- •5.6.5 Структурный оператор {}
- •5.6.6 Оператор цикла for
- •5.6.7 Оператор цикла с проверкой условия до тела цикла while
- •5.6.8 Оператор цикла с проверкой условия после тела цикла do while
- •5.6.9 Оператор break
- •5.6.10 Оператор continue
- •5.6.11 Оператор выбора switch
- •5.6.12 Оператор безусловного перехода goto
- •5.6.13 Оператор выражение
- •5.6.14 Оператор возврата из подпрограммы return
- •5.6.15 Пустой оператор
- •5.7. Объявление переменных в языке программирования
- •5.7.1. Объявление переменной
- •5.7.2 Категории типов данных
- •5.7.3 Целые типы данных
- •5.7.4 Числа с плавающей запятой
- •5.7.5 Переменные перечислимого типа
- •5.7.6. Объявление массивов в языке программирования c-51
- •5.7.7. Структуры
- •5.7.8. Объединения (смеси)
- •5.8. Использование указателей в языке c-51
- •5.8.1. Объявление указателей
- •5.8.2. Нетипизированные указатели
- •5.8.3. Память зависимые указатели
- •5.9. Объявление новых типов переменных
- •5.10. Инициализация данных
- •5.11. Использование подпрограмм в языке программирования с-51
- •5.11.1. Определение подпрограмм
- •5.11.2. Параметры подпрограмм
- •5.11.3. Предварительное объявление подпрограмм
- •5.11.4 Вызов подпрограмм
- •5.11.5 Рекурсивный вызов подпрограмм
- •5.11.6 Подпрограммы обработки прерываний
- •5.11.7 Области действия переменных и подпрограмм
- •5.12. Многомодульные программы
- •Глава 6. Подготовка программ в интегрированной среде разработки Keil μVision2
- •6.1 Создание проекта на языке asm-51
- •6.2 Пример создания проекта на языке c для учебного контроллера в интегрированной среде разработки Keil μVision2
- •Глава 7. Описание учебного контроллера
- •7.1. Структура контроллера (рис. 7.1)
- •7.2. Адресное пространство
- •7.2.1. Распределение памяти (рис. 7.2)
- •7.2.2 Внешняя память
- •7.2.3. Внутренняя память данных
- •7.3. Распределение портов ввода-вывода
- •7.4. Последовательный порт
- •7.5. Работа с жки
- •Приложение п1. Список рекомендуемых лабораторных работ
- •Конкретные задания для обучаемых составляет преподаватель. Для отладки каждой из программ необходимо:
- •7. Текст программы.
- •8. Перечень выявленных в примерах ошибок
- •9. Выводы.
- •Список литературы
- •195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.
- •194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 21
2.7. Расширенный последовательный порт
Расширенный последовательный порт SEP увеличивает возможности микроконтроллера по управлению подключёнными к нему периферийными устройствами посредством последовательного кода, предоставляя средства для аппаратной реализации шины PC-bus. SEP имеет 4 режима работы и 3 источника тактирования. Для ввода/вывода информации через этот порт задействовано 2 вывода микросхемы: Р4.1 - для ввода/вывода данных и Р4.0 - дпя вывода частоты тактирования последовательной посылки. Передаваемый или принимаемый пакет состоит из 8-ми бит данных и занимает 8 тактов работы SEP. В отсутствие принимаемой или передаваемой информации тактовый сигнал и данные неактивны.
SEP имеет 3 SFR-регистра - SEPCON, SEPDAT и SEPSTAT (физические адреса, соответственно -0D7h, 0E7h и 0F7h). Регистры адресуются только побайтно, хотя и имеют символические обозначения отдельных битов. Четыре режима работы порта определяют неактивный уровень сигнала тактирования, а также фронт (передний или задний), используемый для передачи или приёма. Работа порта в различных режимах изображена на рис. 2.25, рис. 2.26, рис. 2.27).
Для приёма или передачи байта пользовательская программа должна установить режим работы порта (биты CLKPOL и CLKPH), скорость передачи (биты SEPS1 и SEPS0), а также разрешить бит SEPE. Процесс передачи начинается при загрузке байта в регистр SEPDATA. Приём происходит при установленном бите SEPREN пока регистр SEPDATA пуст и нет передачи байта. После приёма 8-ми битов происходит аппаратная очистка бита SEPREN. Завершение передачи или приёма сопровождается установкой бита SEPIF (данный бит должен быть очищен программно). При установке соответствующего бита регистра разрешения прерывания SEPIF инициирует его.
При попытках программы записать или прочитать байт в регистре SEPDATA в процессе передачи или приёма им посылки устанавливается бит ошибки. Флаг SEPFWR устанавливается при наличии такой попытки в процессе передачи SEP байта, а флаг SEPFRD - в процессе приёма. Прерываний, связанных с этими битами ошибок, не существует. Все они остаются в установленном состоянии до их программной очистки.
Рис. 2.25. Режимы работы порта SEP
MSB LSB
-
|
- |
SEPE |
SEPREN |
CLKPOL |
CLKPH |
SEPS1 |
SEPS0 |
Бит |
Поз. |
Функция |
- |
SEPCON.7 |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
- |
SEPCON.6 |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
SEPE |
SEPCON.5 |
Бит разрешения SEP |
SEPREN |
SEPCON.4 |
Бит разрешения приёма в SEP |
CLKPOL |
SEPCON.3 |
Полярность тактирования SEP |
CLKPH |
SEPCON.2 |
Фаза тактирования SEP |
SEPS1 |
SEPCON.1 |
Бит 1 выбора скорости SEP |
SEPS0 |
SEPCON.0 |
Бит 0 выбора скорости SEP |
CLKPOL |
CLKPH |
Режим SEP |
0 |
0 |
SEPMODE0 |
0 |
1 |
SEPMODE1* |
1 |
0 |
SEPMODE2 |
1 |
1 |
SEPMODE3* |
*- не используются при приеме
SEPS1 |
SEPS0 |
Скорость SEP |
0 |
0 |
Fosc/12 |
0 |
1 |
Fosc/24 |
1 |
0 |
Fosc/48 |
1 |
1 |
Fosc/96 |
Рис. 2.26. Регистр управления SEPCON
MSB LSB
- |
- |
- |
- |
- |
SEPFWR |
SEPFRD |
SEPIF |
Бит |
Поз. |
Функция присвоения приоритета прерывания |
- |
SEPSTAT.7 |
Зарезервирован дпя дальнейшего использования |
- |
SEPSTAT.6 |
Зарезервирован дпя дальнейшего использования |
- |
SEPSTAT.5 |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
- |
SEPSTAT.4 |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
- |
SEPSTAT.3 |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
SEPFWR |
SEPSTAT.2 |
Флаг ошибки записи SEP |
SEPFRD |
SEPSTAT.1 |
Флаг ошибки чтения SEP |
SEPIF |
SEPSTAT.0 |
Флаг прерывания SEP |
Рис. 2.27. Регистр состояния SEPSTAT
